10.10
تشير دالة فيرمي ديراك ، التي يمثلها منحنى سيني ، إلى احتمال احتلال إلكترون لحالة الطاقة عند درجة حرارة معينة.
يمثل مستوى فيرمي حالة الطاقة مع احتمال إشغال بنسبة 50 بالمائة ويقع بين نطاقي التكافؤ والتوصيل.
عند الصفر المطلق ، تمتلئ حالات الطاقة حتى مستوى فيرمي ، بينما تكون تلك المذكورة أعلاه فارغة. في درجات الحرارة المرتفعة ، قد تمتلئ الحالات فوق مستوى فيرمي.
في أشباه الموصلات الجوهرية ، تشير التركيزات المتساوية للثقوب والإلكترونات إلى أن مستوى فيرمي يقع في منتصف فجوة النطاق.
في أشباه الموصلات من النوع n ، يؤدي تركيز الإلكترون الأعلى إلى تحويل مستوى فيرمي بالقرب من نطاق التوصيل.
في أشباه الموصلات من النوع p ، يقع مستوى فيرمي بالقرب من نطاق التكافؤ ، بسبب ارتفاع تركيز الثقب.
مع زيادة درجة الحرارة ، ينتقل المزيد من الإلكترونات من التكافؤ إلى نطاق التوصيل ، مما يؤدي إلى تقريب مستوى فيرمي من نطاق التوصيل.
عندما تتصل المواد ذات مستويات فيرمي المختلفة ، تتدفق الإلكترونات من مستوى فيرمي الأعلى إلى المستوى السفلي لمحاذاة مستويات فيرمي عند التقاطع لإقامة التوازن.
يتم تمثيل دالة فيرمي-ديراك بمنحنى على شكل حرف S يشير إلى احتمال وجود حالة طاقة يشغلها إلكترون عند درجة حرارة معينة. مستوى فيرمي هو مستوى الطاقة الذي ت…
2026 © حقوق الطبع والنشر MyJoVE Corporation. جميع الحقوق محفوظة.